DE10023949C1

DE10023949C1 - Heat exchangers, in particular microstructure heat exchangers

Info

Publication number: DE10023949C1
Application number: DE10023949A
Authority: DE
Inventors: Horst Magenau; Norbert Breuer; Peter Satzger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: EP1156293A3; DE50112355D1; EP1156293A2; EP1156293B1

Abstract

Es wird ein Wärmetauscher, insbesondere ein Mikrostruktur-Wärmetauscher (5), vorgeschlagen, der mindestens eine von einem ersten, gasförmigen oder flüssigen Medium (11) durchströmte, insbesondere metallische Hohlfaserstruktur (10) mit einer Vielzahl von Röhren (15) aufweist. Die Röhren (15) haben insbesondere einen mittleren Abstand zwischen 100 mum und 5 mm voneinander und eine Wandstärke zwischen 100 nm und 100 mum. Weiter ist die Hohlfaserstruktur (10) zumindest bereichsweise mit mindestens einem zweiten Medium (13) umgeben, das mit dem ersten Medium über die Hohlfaserstruktur (10) wärmeleitend in Verbindung steht. Dieses zweite Medium (13) ist oder enthält ein Material, das bei einer Wärmezufuhr oder einer Wärmeabfuhr einen Phasenwechsel durchläuft.The invention relates to a heat exchanger, in particular a microstructure heat exchanger (5), which has at least one, in particular metallic, hollow fiber structure (10) with a plurality of tubes (15) through which a first, gaseous or liquid medium (11) flows. The tubes (15) have in particular an average distance between 100 mum and 5 mm from one another and a wall thickness between 100 nm and 100 mum. Furthermore, the hollow fiber structure (10) is at least partially surrounded by at least one second medium (13) which is thermally conductive to the first medium via the hollow fiber structure (10). This second medium (13) is or contains a material which undergoes a phase change when heat is added or removed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere ei nen Mikrostruktur-Wärmetauscher, nach der Gattung des Hauptanspruches.The invention relates to a heat exchanger, in particular egg NEN microstructure heat exchanger, according to the genus of Main claim.

State of the art

Die Speicherung von Wärme bzw. Kälte kann neben einer Spei cherung in Form von sensibler Wärme auch in latenter Wärme erfolgen, das heißt in Stoffen, die bei Wärmezufuhr bezie hungsweise Wärmeabfuhr einen Phasenwechsel durchlaufen. Der artige Materialien sind unter dem Begriff "phase change ma terial" (PCM) bekannt. Nachteilig bei diesen Materialien ist, dass sie im festen Zustand häufig eine geringe Wärme leitfähigkeit aufweisen, so dass bei einer Wärmezufuhr be ziehungsweise einer Wärmeabfuhr kurze Wärmediffusionswege im Feststoff erforderlich sind. Gleichzeitig erfordert dies ei ne hohe Dichte von Wärmeaustauscherstrukturen, um eine ef fektive Wärmeeinkopplung bzw. Wärmeauskopplung zu gewährlei sten.The storage of heat or cold can be in addition to a memory Protection in the form of sensitive heat, even in latent heat take place, that is, in substances that relate to the supply of heat heat dissipation undergo a phase change. The like materials are called "phase change ma material "(PCM) is known. A disadvantage of these materials is that they often have a low heat in the solid state have conductivity so that when heat is added or a heat dissipation short heat diffusion paths in the Solid are required. At the same time, this requires egg ne high density of heat exchanger structures to an ef to guarantee fective heat coupling or heat coupling most.

Da die Herstellung einer Vielzahl von insbesondere kleinen Röhrchen und das Zusammenfügen dieser Röhrchen zu einem Wär metauscher in der Fertigung sehr teuer ist, wird bisher die effektive Wärmeleitfähigkeit in derartigen Materialien vielfach durch Lamellen zwischen Rohren beziehungsweise Platten in dem Wärmetauscher verbessert. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Kostenaufwand und insbesondere zu einem zusätzli chen Gewicht und Volumen dieser Wärmetauscher, was unter an derem beim Einsatz in Fahrzeugen nachteilig ist.Because the production of a variety of especially small Tubes and the assembly of these tubes into a heat Meta exchanger is very expensive to manufacture, so far effective thermal conductivity in such materials in many cases by fins between pipes or plates improved in the heat exchanger. However, this leads to one increased cost and in particular for an additional Chen weight and volume of these heat exchangers, what under at which is disadvantageous when used in vehicles.

Weiter tritt bei den erläuterten Materialien, die bei Wärme zufuhr bzw. -abfuhr einen Phasenwechsel durchlaufen, in der Praxis stets eine Volumenänderung (Ausdehnung oder Kontrak tion) auf, was zu erheblichen mechanischen Belastungen in nerhalb des Wärmetauschers führt. Eine derartige Volumenän derung wird beispielsweise durch eine Kristallisation oder ein Schmelzen verursacht.Further occurs in the case of the materials explained, which apply to heat feed or discharge go through a phase change in which Practice always a volume change (expansion or contraction tion) on, leading to significant mechanical loads in leads within the heat exchanger. Such a volume Change is, for example, by crystallization or causes melting.

Zur Verringerung dieser Belastungen wurde bereits vorge schlagen, die Volumenänderung durch ein elastisches Verhal ten des Wärmeaustauschers zu kompensieren. So werden bei spielsweise in Eisspeichern der Firma Webasto, Stockdorf, für Lastkraftwagen Kunststoffrohre mit einer elastischen Falzung eingesetzt, die allerdings einen kleinen Wärmedurch gangskoeffizienten haben.To reduce these burdens has already been proposed beat the volume change by an elastic behavior to compensate for the heat exchanger. So at for example in ice stores of the company Webasto, Stockdorf, for trucks plastic pipes with an elastic Folding used, which, however, a small amount of heat have coefficient.

Ein alternatives Verfahren wird in WO 98/04644 A1 vorgeschla gen, in der eine Mikrostruktur in Form einer elastischen Graphitmatrix eingesetzt wird, wobei die Graphitmatrix Poren aufweist, in denen sich das "phase change"-Material befin det. Durch diese poröse Mikrostruktur wird zwar eine gute Wärmeübertragung gewährleistet, ihre Langzeitstabilität ist jedoch bisher nicht nachgewiesen worden. Zudem steht für ei ne derartige Mikrostruktur bisher keine brauchbare kosten günstige Produktionstechnik zur Verfügung.An alternative method is proposed in WO 98/04644 A1 gene in which a microstructure in the form of an elastic Graphite matrix is used, the graphite matrix having pores in which the "phase change" material is located det. This porous microstructure makes a good one Guarantees heat transfer, its long-term stability is however, has not yet been demonstrated. Also stands for egg Such a microstructure has so far not been of any useful cost inexpensive production technology available.

Ein weiterer Ansatz zur Realisierung von Mikrostruktur- Wärmetauschern mit definierter Fluidführung durch die Kapillarinnenräume von metallischen Hohlfaserstrukturen ist in der Anmeldung DE 199 10 985 A1 vorgeschlagen worden.Another approach to realizing microstructure Heat exchangers with defined fluid flow through the capillary interior of metallic hollow fiber structures is in the application DE 199 10 985 A1 has been proposed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Wärmetauscher, insbesondere einen Mikrostruktur-Wärmetauscher, zur Verfü gung zu stellen, der zugleich hohe Wärmedurchgangskoeffizi enten und eine hohe Stabilität gegenüber Volumenänderungen bei gleichzeitig geringem Gewicht und Volumen aufweist, und der zudem billig und einfach zu produzieren ist.The object of the present invention is a heat exchanger, in particular a microstructure heat exchanger supply, the at the same time high heat transfer coefficient ducks and high stability against volume changes with low weight and volume, and which is also cheap and easy to produce.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass sich damit auch sehr kleine Rohrdurchmesser beziehungsweise Wandstärken der eingesetzten Rohre realisieren lassen, so dass nunmehr in einfacher Weise eine große Anzahl kleiner Röhrchen parallel oder in Form ei ner regelmäßigen Anordnung von Röhren verschaltet, werden kann. Somit sind einerseits kleine Rohrabstände und damit auch kleine Wärmediffusionslängen in dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher realisierbar, was zu einer hohen Leistungs dichte führt, und andererseits ergibt sich auf Grund der kleinen Rohrdurchmesser eine erhöhte Stabilität trotz klei ner Wandstärken sowie ein geringes Gewicht.The heat exchanger according to the invention has compared to the state technology has the advantage that even very small Pipe diameter or wall thickness of the used Let pipes be realized, so that now in a simple way a large number of small tubes in parallel or in the shape of an egg ner regular arrangement of tubes are connected can. So on the one hand there are small pipe gaps and thus also small heat diffusion lengths in the invention Heat exchanger realizable, resulting in high performance density leads, and on the other hand results from the small pipe diameter increased stability despite small ner wall thicknesses and a low weight.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher hat weiter den Vorteil, dass die eingesetzte, insbesondere metallische Hohlfaser struktur einfach und billig zu produzieren ist, ohne dass eine aufwendige Verfahrenstechnik beziehungsweise Verbin dungstechnik für die einzelnen Rohre in der Hohlfaserstruk tur erforderlich wäre.The heat exchanger according to the invention has the further advantage that the used, especially metallic hollow fiber structure is easy and cheap to produce without a complex process technology or connection Manure technology for the individual pipes in the hollow fiber structure would be required.

Weiter ist vorteilhaft, dass der erfindungsgemäße Wärmetau scher trotz der Verwendung eines Materials, das bei einer Wärmezufuhr oder einer Wärmeabfuhr einen Phasenwechsel durchläuft, einen hohen Wärmedurchgangskoeffizienten auf weist.It is also advantageous that the heat accumulation according to the invention despite the use of a material that Heat supply or heat dissipation a phase change passes through, a high heat transfer coefficient has.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.Advantageous further developments of the inventions result from the measures specified in the subclaims.

So eignet sich als metallische Hohlfaserstruktur besonders vorteilhaft eine Hohlfaserstruktur wie sie in der Anmeldung DE 199 10 985 A1 bereits vorgeschlagen worden ist. Dabei ist weiter vorteilhaft, dass es eine Vielzahl von Verschaltungs möglichkeiten für die eingesetzten Mikro-Röhren in einer derartigen Hohlfaserstruktur gibt, die im Einzelfall an die jeweiligen Anforderungen für den herzustellenden Wärmetau scher angepasst werden können.So is particularly suitable as a metallic hollow fiber structure advantageously a hollow fiber structure as described in the application DE 199 10 985 A1 has already been proposed. It is further advantageous that there are a variety of circuitry Possibilities for the micro tubes used in one such hollow fiber structure, which in individual cases to the respective requirements for the heat rope to be produced can be customized.

Zur Absorption einer Volumenänderung, hervorgerufen durch einen durch Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr induzierten Phasen wechsel ist es weiter vorteilhaft, an der Hohlfaserstruktur mindestens einen, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl von ela stischen Formkörpern zu befestigen. Alternativ oder zusätz lich können diese elastischen Formkörper jedoch auch in dem Material enthalten sein, das den Phasenwechsel durchläuft. Auf diese Weise wird erreicht, dass die durch den Phasen wechsel auftretende Volumenänderung nicht zu mechanischen Spannungen oder zu Beschädigungen des Wärmetauschers führt, sondern von diesen elastischen Formkörpern absorbiert wird. Als elastische Formkörper eignen sich beispielsweise elasti sche Kügelchen wie Styropor-Kügelchen, die in dem Gehäuse beziehungsweise dem Material oder Medium, das einen Phasen wechsel durchläuft, insbesondere stochastisch verteilt sind. Alternativ oder zusätzlich können diese elastischen Formkör per jedoch auch beispielsweise durch Ankleben an der Hohlfa serstruktur befestigt sein.To absorb a change in volume caused by a phase induced by heat supply or heat dissipation It is also advantageous to change the hollow fiber structure at least one, but preferably a plurality of ela to fix static moldings. Alternatively or additionally Lich, however, these elastic molded bodies can also in the Contain material that goes through the phase change. In this way it is achieved through the phases change occurring volume change not to mechanical Voltages or damage to the heat exchanger, but is absorbed by these elastic shaped bodies. Elasti, for example, are suitable as elastic molded bodies balls like polystyrene balls that are in the housing or the material or medium that is a phase change goes through, in particular are distributed stochastically. Alternatively or additionally, these elastic molded articles but also, for example, by sticking to the hohlfa be attached to the structure.

drawings

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen und in der nach folgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Wärmetauscher, Fig. 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel.The invention is explained in more detail with reference to the drawings and in the description that follows. Fig. 1 shows a first embodiment for a heat exchanger, Fig. 2 shows an alternative embodiment.

Embodiments

Die Wärmeeinkopplung beziehungsweise Auskopplung in bezie hungsweise aus einem Medium oder einem Material, das bei ei ner Wärmezufuhr oder einer Wärmeabfuhr einen Phasenwechsel durchläuft, erfolgt in den nachfolgend erläuterten Ausfüh rungsbeispielen mit Hilfe einer metallischen Hohlfaserstruk tur, in der ein erstes, gasförmiges oder flüssiges Medium strömt. Für den resultierenden Wärmeübergangskoeffizienten ist dabei neben den Wärmeübergangskoeffizienten von dem er sten Medium auf die Hohlfaserstruktur und dem Wärmedurch gangskoeffizienten durch die Hohlfaserstruktur vor allem der Wärmetransport innerhalb des zweiten Mediums von entschei dender Bedeutung. Der Wärmedurchgangskoeffizient k in einem festen "phase change" Material wird dabei einerseits durch die Wärmeleitfähigkeit λ des "phase change" Materials und andererseits die Wärmediffusionslänge L bestimmt. Dabei er gibt sich
The heat coupling or coupling in or out of a medium or a material which undergoes a phase change when heat is supplied or removed is carried out in the exemplary embodiments explained below with the aid of a metallic hollow fiber structure in which a first, gaseous or liquid medium flows . In addition to the heat transfer coefficient from the first medium to the hollow fiber structure and the heat transfer coefficient through the hollow fiber structure, the heat transfer coefficient within the second medium is of crucial importance for the resulting heat transfer coefficient. The heat transfer coefficient k in a solid "phase change" material is determined on the one hand by the thermal conductivity λ of the "phase change" material and on the other hand the heat diffusion length L. In doing so he gives himself up

Da bekannte "phase change"-Materialien vielfach sowohl in der festen als auch in der flüssigen Phase eine relativ kleine Wärmeleitfähigkeit λ aufweisen, bedeutet dies für die Praxis, dass für eine hohe Leistungsdichte eines herzustel lenden Wärmetauschers der Abstand zwischen den Röhren, die das zweite Medium durchziehen, im Millimeter- beziehungswei se Submillimeter-Bereich liegen muss. Die nachfolgende Tabelle zeigt exemplarisch für einige "phase change"- Materialien wie Eis, eine wässrige Salzlösung oder Paraffin typische Werte für die Wärmeleitfähigkeit λ für einen inner halb des herzustellenden Wärmetauschers zu erreichenden Wär medurchgangskoeffizienten k, und die sich daraus ergebenden typischen mittleren Abstände zwischen den Röhren innerhalb einer Hohlfaserstruktur.Since well-known "phase change" materials are widely used both in the solid as well as in the liquid phase a relative have small thermal conductivity λ, this means for the Practice that to produce a high power density heat exchanger the distance between the tubes that pull the second medium through, in millimeter or two submillimeter range. The table below shows an example of some "phase change" - Materials such as ice, an aqueous saline solution or paraffin typical values for the thermal conductivity λ for an inner half of the heat exchanger to be produced pass coefficient k, and the resulting typical mean distances between the tubes within a hollow fiber structure.

Die Fig. 1 erläutert ein erstes Ausführungsbeispiel für ei nen Wärmetauscher in Form eines Mikrostruktur-Wärmetauschers 5. Dazu ist vorgesehen, innerhalb eines Gehäuses 14, das beispielsweise die Form einer Platte hat, eine Hohlfaser struktur 10 anzuordnen, die aus einer Vielzahl von Röhren 15 besteht, die jeweils mit einer Sammelröhre 12 zur Zufuhr ei nes ersten Mediums 11 verbunden sind, und die andererseits jeweils mit einer Sammelröhre 12 zum Abfuhr des die Röhren 15 beziehungsweise die Sammelröhren 12 durchströmenden er sten Mediums 11 in Verbindung stehen. Das erste Medium 11 ist beispielsweise Wasser, ein Kühlmittel oder Öl. Daneben kommt prinzipiell auch ein Gas in Frage. Weiter ist gemäß Fig. 1 vorgesehen, dass das Gehäuse 14 mit einem zweiten Medium 13 gefüllt ist, das die Hohlfaserstruktur 10 umgibt. Dieses zweite Medium 13 ist ein "phase change"-Material wie beispielsweise Wasser, Eis, eine Salzlösung, eine Salz schmelze oder eine kohlenwasserstoffhaltige Verbindung wie beispielsweise ein Paraffin. Der mittlere Abstand zwischen den Röhren 15 in der Hohlfaserstruktur 10 liegt zwischen 100 µm und 5 mm. Die Anzahl und der mittlere Abstand der Röhren 15 ergibt sich dabei einerseits aus der Wärmeleitfähigkeit λ des eingesetzten zweiten Mediums sowie der Zielvorgabe für den Wärmedurchgangskoeffizienten k in dem Wärmetauscher 5. Weiter ist dabei auch die Wärmediffusionslänge L in dem zweiten Medium 13 zu berücksichtigen. Die Wandstärke der Röhren 15 der Hohlfaserstruktur 10 liegt zwischen 100 nm und 100 µm, wobei Wandstärken von 500 nm bis 5 µm bevorzugt sind. Fig. 1 explains a first embodiment for egg NEN heat exchanger in the form of a microstructure heat exchanger 5th For this purpose, it is provided to arrange a hollow fiber structure 10 within a housing 14 , which has the shape of a plate, for example, which consists of a plurality of tubes 15 , each of which is connected to a collecting tube 12 for supplying a first medium 11 , and the on the other hand, each with a collecting tube 12 for the discharge of the tubes 15 or the collecting tubes 12 flowing through he most medium 11 are in connection. The first medium 11 is, for example, water, a coolant or oil. In principle, a gas can also be used. Next Fig. 1 is provided according to that the housing 14 is filled with a second medium 13, which surrounds the hollow fiber structure 10. This second medium 13 is a "phase change" material such as water, ice, a salt solution, a salt melt or a hydrocarbon-containing compound such as a paraffin. The average distance between the tubes 15 in the hollow fiber structure 10 is between 100 μm and 5 mm. The number and the mean spacing of the tubes 15 result on the one hand from the thermal conductivity λ of the second medium used and the target for the heat transfer coefficient k in the heat exchanger 5 . Furthermore, the heat diffusion length L in the second medium 13 must also be taken into account. The wall thickness of the tubes 15 of the hollow fiber structure 10 is between 100 nm and 100 μm, with wall thicknesses of 500 nm to 5 μm being preferred.

Der Phasenwechsel in dem zweiten Medium 13 kann dabei ein Phasenwechsel von fest nach flüssig, von flüssig nach fest, von flüssig nach gasförmig, von gasförmig nach flüssig, von fest nach gasförmig oder von gasförmig nach fest sein. Be vorzugt ist ein Phasenwechsel von flüssig nach fest und um gekehrt, wie er beispielsweise im Fall von Wasser bezie hungsweise Eis in einem Kältespeicher auftritt. Die Wärmezu fuhr beziehungsweise Wärmeabfuhr aus beziehungsweise in das zweite Medium 13 erfolgt im Übrigen in an sich bekannter Weise durch eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Me dium 11 und dem zweiten Medium 13.The phase change in the second medium 13 can be a phase change from solid to liquid, from liquid to solid, from liquid to gaseous, from gaseous to liquid, from solid to gaseous or from gaseous to solid. A phase change from liquid to solid and vice versa is preferred, as occurs, for example, in the case of water or ice in a cold store. The heat supply or heat removal from or into the second medium 13 also takes place in a manner known per se by a temperature difference between the first medium 11 and the second medium 13 .

Hinsichtlich weiterer Details zu der konkreten Herstellung der insbesondere metallischen Hohlfaserstruktur 10 sei auf die Anmeldung DE 199 10 985.0 A1 verwiesen, wo derartige Hohl faserstrukturen im Einzelnen beschrieben werden, und wo auch das dazu eingesetzte Herstellungsverfahren erläutert ist. Insbesondere sei betont, dass die Hohlfaserstruktur 10 bei spielsweise in Form eines stufenförmigen Aufbaus realisiert sein kann, wobei parallel verlaufende Röhren 15 zu einer zweidimensionalen Struktur, vorzugsweise in sogenannter "Ti chelmanscher Verschaltung" verschaltet sind. Weiter ist es möglich, die Hohlfaserstruktur 10 auch in Form einer Spiral wendel-Struktur auszuführen, wobei beispielsweise eine zwei dimensionale Hohlfaserstruktur 10 gemäß Fig. 1 als Wendel- oder Spiralwendel aufgewickelt wird, so dass damit ein gro ßes Volumen ausgefüllt werden kann. Schließlich ist es eben so möglich, die Hohlfaserstruktur 10 in Form eines Rohrbün dels auszuführen, wobei die Sammelröhren 12 beispielsweise in Form von Rohrplatten ausgebildet sind.With regard to further details on the specific production of the metallic hollow fiber structure 10 in particular, reference is made to the application DE 199 10 985.0 A1, where such hollow fiber structures are described in detail, and where the manufacturing method used for this is also explained. In particular, it should be emphasized that, for example, the hollow fiber structure 10 can be implemented in the form of a step-like structure, tubes 15 running in parallel being connected to form a two-dimensional structure, preferably in what is known as a “Ti chelman circuit”. It is also possible to design the hollow fiber structure 10 in the form of a spiral spiral structure, for example a two-dimensional hollow fiber structure 10 according to FIG. 1 being wound up as a spiral or spiral spiral, so that a large volume can be filled with it. Finally, it is just as possible to design the hollow fiber structure 10 in the form of a tube bundle, the collecting tubes 12 being designed, for example, in the form of tube plates.

Ein zweites Ausführungsbeispiel wird an Hand der Fig. 2 er läutert, die sich von der Fig. 1 lediglich dadurch unter scheidet, dass die Hohlfaserstruktur 10 einen modifizierten Aufbau aufweist. Im Übrigen kann das Gehäuse 14 gemäß Fig. 2 auch eine von einer Platte abweichende Form aufweisen.A second exemplary embodiment is explained with reference to FIG. 2, which differs from FIG. 1 only in that the hollow fiber structure 10 has a modified structure. Otherwise, the housing 14 according to FIG. 2 can also have a shape that deviates from a plate.

Im Einzelnen besteht die Hohlfaserstruktur 10 gemäß Fig. 2 aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Hohlfaser strukturen 10 gemäß Fig. 1, die untereinander durch Röhren und/oder Stäbchen zur Stabilisierung verbunden sind. Der Ab stand zwischen den einzelnen Röhrenebenen gemäß Fig. 2 be trägt typischerweise 0,5 bis 5 mm, der Abstand zwischen pa rallelen Röhren 15 innerhalb einer Röhrenebene, wobei eine Röhrenebene durch eine Struktur gemäß Fig. 1 gebildet wird, liegt typischerweise ebenfalls zwischen 0,5 bis 5 mm.In particular, the hollow fiber structure 10 according to FIG. 2 consists of a plurality of hollow fiber structures 10 according to FIG. 1 arranged one above the other, which are connected to one another by tubes and / or rods for stabilization. The distance between the individual tube levels according to FIG. 2 is typically 0.5 to 5 mm, the distance between parallel tubes 15 within a tube level, a tube level being formed by a structure according to FIG. 1, is typically also between 0 , 5 to 5 mm.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des ersten Ausführungs beispiels beziehungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels ist weiter vorgesehen, dass in dem zweiten Medium 13 minde stens ein, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl von elastischen Formkörpern enthalten sind. Diese elastischen Formkörper sind beispielsweise Styropor-Kügelchen mit typischen Durch messern von 0,5 bis 3 mm, die stochastisch innerhalb des zweiten Mediums 13 verteilt sind. Alternativ können diese elastischen Formkörper jedoch auch mit der Hohlfaserstruktur 10 verbunden sein. Dazu werden diese elastischen Formkörper beispielsweise an die Hohlfaserstruktur 10 stochastisch ver teilt angeklebt. Als Material für die elastischen Formkörper kommen neben Styropor auch Polyurethaschäume oder andere Po lymerschäume in Frage.In a preferred embodiment of the first embodiment, for example, or of the second embodiment, it is further provided that at least one, but preferably a large number, of elastic molded bodies are contained in the second medium 13 . These elastic molded bodies are, for example, polystyrene beads with typical diameters of 0.5 to 3 mm, which are distributed stochastically within the second medium 13 . Alternatively, however, these elastic molded bodies can also be connected to the hollow fiber structure 10 . For this purpose, these elastic moldings are glued to the hollow fiber structure 10, for example, stochastically. In addition to styrofoam, polyurethane foams or other polymer foams can also be used as the material for the elastic molded articles.

Die gemäß den Ausführungsbeispielen 1 oder 2 erläuterten Wärmetauscher eignen sich insbesondere zur Wärmespeicherung beziehungsweise Kältespeicherung in Kraftfahrzeugen, um da mit in der Startphase auftretende Lastspitzen zu glätten. Weiter eignen sich derartige Wärmetauscher auch als Latent wärmespeicher in der Haustechnik, wo sie insbesondere als Brauchwasserspeicher für Gasthermen kleiner Leistung oder als Heizungsspeicher Verwendung finden können. Zudem eignen sie sich als Kältespeicher zur Reduzierung von Spitzenlasten in der Klimatechnik.Those explained in accordance with working examples 1 or 2 Heat exchangers are particularly suitable for heat storage or cold storage in motor vehicles, around there with load peaks occurring in the start phase. Such heat exchangers are also suitable as latent heat storage in building services, where they are used in particular as Domestic hot water tank for gas boilers of low output or can be used as heating storage. Also suitable it acts as a cold store to reduce peak loads in air conditioning technology.

Claims

1. Heat exchanger, in particular microstructure heat exchanger, with at least one through which a first, gaseous or liquid medium, in particular metallic hollow fiber structure with a plurality of flowable tubes, as well as with at least one second medium surrounding the hollow fiber structure at least in regions, that with the first medium is in a heat-conducting connection via the hollow fiber structure , characterized in that the second medium ( 13 ) is or contains a material which undergoes a phase change when heat is supplied or heat is removed.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the hollow fiber structure ( 10 ) is in particular a regular arrangement of tubes ( 15 ) which is gas-permeable or liquid-permeable with at least one collecting tube ( 12 ) for supplying the first medium ( 11 ) and at least one Collecting tube ( 12 ) for removal of the first medium ( 11 ) are in connection.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the hollow fiber structure ( 10 ) is in a housing ( 14 ) which contains the second medium ( 13 ).

4. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wall thickness of the tubes ( 15 ) of the hollow fiber structure ( 10 ) is between 100 nm and 100 µm, in particular 500 nm and 5 µm.

5. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 14 ) is heat-conducting with a component to be cooled or heated.

6. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the phase change is an at least partial transition of the physical state of the material contained in the second medium ( 13 ) from solid to liquid, liquid to solid, liquid to gaseous, gaseous to liquid , solid to gaseous or gaseous to solid.

7. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second medium ( 13 ) is water, ice, a salt solution, a molten salt or a hydrocarbon-containing compound such as paraffin.

8. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first medium ( 11 ) and the second medium ( 13 ) have a temperature difference.

9. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the second medium ( 13 ) at least one elastic molded body, preferably a plurality of elastic molded bodies, is contained.

10. Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the hollow fiber structure ( 10 ) at least one elastic molded body, preferably before a plurality of elastic molded bodies, BEFE Stigt.